JPH05329643A - 枡目溶接方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、長方形状の枡目溶接部分の全周を溶
接する方法に関し、特に、造船の船殻ブロックや橋梁な
ど、枡目形状の溶接部分を有するワークを溶接する際に
用いて好適の枡目溶接方法に関し、枡目形状の溶接部分
全周を自動溶接できるようにすることを目的とする。 【構成】そこで、枡目溶接部分の長辺側溶接線について
は、長辺側溶接線の少なくとも一端側の一定量もしくは
任意量を残して、他の部分Ｅ１〜Ｅ４をすべて隅肉溶接
装置により溶接する一方、長辺側溶接線の溶接残し部分
Ｄ１〜Ｄ４および枡目溶接部分の短辺側溶接線Ｃ１〜Ｃ
４を、枡目溶接部分を形成する長辺側部材２ａ〜２ｄ上
に基台５，６を設置した溶接ロボット７により溶接する
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、長方形状の枡目溶接部
分の全周を溶接する方法に関し、特に、造船の船殻ブロ
ックや橋梁など、枡目形状の溶接部分を有するワークを
溶接する際に用いて好適の枡目溶接方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】造船や橋梁に代表される枡目形状の溶接
を行なう場合、枡目内を全周を自動溶接する溶接装置が
種々提案されているが、多くの溶接装置は極めて大掛か
りなもので、例えば、大型の門形クレーンでワークをま
たいだ状態で溶接を行なったり、大型の溶接装置をクレ
ーンにより枡目内に運び込みその溶接装置による溶接後
に再びクレーンで搬出したりしている。

【０００３】例えば、図２に示すごとく、船殻ブロック
の複数のトランス材１と複数のロンジ材２とをスキンプ
レート３上で交差・配置し、複数の枡目溶接部分(両端
のトランス材１，１および左右のロンジ材２，２とスキ
ンプレート３との溶接部分)を有する大型のワーク(例え
ば２０ｍ×２０ｍ程度)では、かなり大型の門型を作る
必要があるため、あまり実用的でなく、結局、実用性の
点から、グラビティ溶接などの治具に近いものを用いた
り、隅肉溶接用の簡易溶接台車を用いたりしている。な
お、各ロンジ材２は、スキンプレート３上において、ト
ランス材１に形成された穴部(図１の符号１ａ参照)を貫
通して配置されている。

【０００４】このような装置、例えば、溶接台車では、
一端側のトランス材１近傍の溶接開始点においては台車
先端に溶接トーチが配置されているため、台車全長に相
当する溶接残しが生じるとともに、溶接終了点において
は、反対側のトランス材１に接触して台車を停止させる
べく台車にそなえられたオートストッパ装置と溶接トー
チとの間隔に相当する長さだけの溶接残しが生じる。

【０００５】そこで、実開昭６３−１９９７３号公報な
どに開示された溶接台車では、台車本体上に装着された
溶接トーチが、その台車本体の全長を超えて台車本体の
前後に延在するスライドレールに沿って移動するように
構成することにより、前述した溶接残しをできるだけ少
なくしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような特別な工夫を施した溶接台車であっても、溶接残
し部分を完全に解消することは不可能で、どうしてもス
キンプレート３とトランス材１との隅肉溶接部分や、ト
ランス材１とロンジ材２との立向隅肉溶接部分などが溶
接できずに残ってしまう。

【０００７】例えば、図２に示すように、左右のロンジ
材２，２とスキンプレート３との溶接線ＷＬ１，ＷＬ２
について、各トランス材１，１側の長さｌ₁，ｌ₂の部分
以外が溶接台車により溶接されるが、図２中に太線で示
す各トランス材１，１側の長さｌ₁，ｌ₂の部分と各トラ
ンス材１，１とスキンプレート３との溶接線ＷＬ３，Ｗ
Ｌ４とが溶接残し部となってしまう。

【０００８】従って、これまでの枡目形状の溶接部分に
対する溶接自動化は、必ずしも枡目内全周の溶接をカバ
ーすることができず、最終的には作業員が残った溶接線
を半自動溶接などで溶接することが一般的であった。

【０００９】さらに、各ロンジ材２上にこのロンジ材２
とトランス材１とを連結しうるスティフナ４を溶接によ
り設ける場合、このスティフナ４とトランス材１，ロン
ジ材２との溶接も行なうことができない。

【００１０】本発明は、このような課題を解決しようと
するもので、枡目形状の溶接部分全周を自動溶接できる
ようにした枡目溶接方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の枡目溶接方法(請求項１)は、枡目溶接部
分の長辺側溶接線については、前記長辺側溶接線の少な
くとも一端側の一定量もしくは任意量を残して、他の部
分をすべて隅肉溶接装置により溶接する一方、前記長
辺側溶接線の溶接残し部分および前記枡目溶接部分の短
辺側溶接線を、前記枡目溶接部分を形成する長辺側部材
上に基台を設置した溶接ロボットにより溶接することを
特徴としている。

【００１２】また、前記溶接ロボットにより、前記長辺
側部材と前記枡目溶接部分を形成する短辺側部材との交
差部における立向隅肉溶接、あるいは、前記の長辺側部
材，短辺側部材とこれに付属する部材との溶接を行なっ
てもよい(請求項２)。

【００１３】さらに、前記長辺側部材上にレールを設置
し、前記溶接ロボットを前記レールに沿って走行させる
ことにより、隣接する枡目溶接部分へ前記溶接ロボット
を移動させて、前記溶接ロボットにより前記隣接する枡
目溶接部分における溶接を実行するように構成してもよ
い(請求項３)。

【００１４】

【作用】上述した本発明の枡目溶接方法では、隅肉溶接
装置と溶接ロボットとを組み合わせることにより、枡目
溶接部分の長辺側溶接線の大部分は、隅肉溶接装置によ
り溶接される一方、長辺側溶接線の溶接残し部分および
枡目溶接部分の短辺側溶接線は、溶接ロボットにより溶
接され、枡目溶接部分の全周が自動溶接されることにな
る。

【００１５】また、溶接ロボットにより、長辺側部材と
短辺側部材との立向隅肉溶接や、長辺側部材，短辺側部
材とこれに付属する部材との溶接も行なうことができる
ほか、長辺側部材上のレールに沿って溶接ロボットを走
行させることにより、隣接する枡目溶接部分へ溶接ロボ
ットを移動させて同様の溶接を順次実行することもでき
る。

【００１６】

【実施例】以下、図面により本発明の一実施例としての
枡目溶接方法について説明すると、図１は本実施例の方
法を適用された船殻ブロックにおける枡目溶接部分を示
す斜視図であり、この図１において、１はスキンプレー
ト３上に配置されこのスキンプレート３に対して隅肉溶
接されるトランス材(短辺側部材)、２ａ〜２ｄはこのト
ランス材１に直交するように且つトランス材１に形成さ
れた穴部１ａを貫通して等間隔に配置されるロンジ材
(長辺側部材)、４ａ〜４ｄは各ロンジ材２ａ〜２ｄ上に
設けられロンジ材２ａ〜２ｄとトランス材１とを連結し
うるスティフナである。

【００１７】なお、図１では、トランス材１が一枚のみ
図示されているが、実際には、図２に示したように、他
のトランス材１が対になるように配置され、二枚のトラ
ンス材１，１と各ロンジ材２ａ〜２ｄにより、複数(図
１では３つ)の長方形状の枡目溶接部分が形成されてい
る。

【００１８】まず、トランス材１およびロンジ材２ａ，
２ｂからなる枡目溶接部分を溶接する場合について説明
すると、枡目溶接部分の長辺側溶接線であるロンジ材２
ａ，２ｂとスキンプレート３との溶接線について、長辺
側溶接線の端部(トランス材１側)に一定量もしくは任意
量の溶接残し部分(Ｄ１，Ｄ１′)を残して、他の部分Ｅ
１，Ｅ１′をすべて隅肉溶接台車(図示せず)により隅肉
溶接する。

【００１９】ここで、ロンジ材２ａ，２ｂとスキンプレ
ート３との隅肉溶接には、一般に、マグネットローラや
ローラによる斜行倣い機能付きの隅肉溶接台車(公知)が
用いられる。この隅肉溶接台車は、極めて簡素かつコン
パクトに構成され、軽量で持ち運びが容易な既知のもの
であるが、図２に示すように、溶接開始部，溶接終了部
で長さｌ₁，ｌ₂の溶接残し部分やスカラップ部の溶接残
しが生じる。

【００２０】そこで、本実施例では、隅肉溶接台車によ
り溶接できなかった部分Ｄ１，Ｄ１′と、トランス材１
とスキンプレート３との隅肉溶接部分Ｃ１(短辺側溶接
線)とについては、図１に示すようなアーク溶接ロボッ
ト７が用いられる。つまり、隅肉溶接台車の長所を活か
しながら、溶接残しが生じるという短所をアーク溶接ロ
ボット７によってカバーしている。

【００２１】本実施例においては、各ロンジ材２ａ〜２
ｄ上に、各ロンジ材２ａ〜２ｄに直交するように(トラ
ンス材１に平行に)レール５が設置され、このレール５
に沿って走行移動する走行台車６上にアーク溶接ロボッ
ト７が装着されている。そして、このアーク溶接ロボッ
ト７により、長辺側溶接線の溶接残し部分Ｄ１，Ｄ
１′、および、トランス材１とスキンプレート３との隅
肉溶接部分Ｃ１(短辺側溶接線)が溶接される。なお、図
１には図示しない対となる他のトランス材１側の溶接に
ついては、レール５，走行台車６およびアーク溶接ロボ
ット７の配置方向は、図１とは逆方向として、上述と同
様に行なわれる。

【００２２】このとき、上述のようなアーク溶接ロボッ
ト７では、レール５をロンジ材２ａ〜２ｄ上に載置する
ため、レール５直下付近における溶接を実行するには無
理があり、前述のように隅肉溶接台車を用いることで、
アーク溶接ロボット７の短所がカバーされている。

【００２３】また、アーク溶接ロボットは、隅肉溶接台
車の溶接残し部分Ｄ１，Ｄ１′を溶接する際には、その
溶接残し部分Ｄ１，Ｄ１′の長さが一定であれば、予め
その長さをティーチングするだけで自動溶接を行なうこ
とができるが、その長さが任意である場合には、以下の
ようなワイヤセンシングを行なって、溶接線Ｅ１，Ｅ
１′の溶接ビード端部(クレータ部分)を検知する。

【００２４】つまり、トランス材１と溶接線Ｅ１(Ｅ
１′)の溶接ビード端部との間の２箇所において、ロン
ジ材２ａ(２ｂ)とスキンプレート３との面を溶接ワイヤ
の接触により検知し、ロンジ材２ａ(２ｂ)とスキンプレ
ート３との交点(溶接線Ｅ１(Ｅ１′)上の点)を２つ検知
し、これらの２点を結ぶ線上で、溶接線Ｅ１(Ｅ１′)の
端部へ方向に溶接ワイヤを移動させ、溶接ワイヤの接触
により溶接線Ｅ１(Ｅ１′)の溶接ビード端部を検知す
る。

【００２５】このように検知された溶接線Ｅ１(Ｅ１′)
の溶接ビード端部とトランス材１との間の溶接残し部分
Ｄ１，Ｄ１′について、アーク溶接ロボット７による隅
肉溶接を実行するとともに、トランス材１とスキンプレ
ート３との隅肉溶接部分Ｃ１(短辺側溶接線)についても
溶接される。

【００２６】なお、溶接ワイヤの接触により溶接線Ｅ１
(Ｅ１′)の溶接ビード端部を検知する際には、溶接ワイ
ヤの先端を、ロンジ材２ａ(２ｂ)とスキンプレート３と
の交線から２〜３mm程度浮かせ、その先端がロンジ材２
ａ(２ｂ)もしくはスキンプレート３に接触しないように
する。また、溶接線Ｅ１(Ｅ１′)の溶接ビード端部の検
知に際しては、上述のようなワイヤセンシングの他に光
学的センサ等を用いてもよい。

【００２７】さらに、本実施例のごとく、各ロンジ材２
ａ，２ｂ上にロンジ材２ａ，２ｂとトランス材１とを連
結しうるスティフナ４ａ，４ｂを設けている場合には、
各スティフナ４ａ，４ｂとトランス材１，ロンジ材２
ａ，２ｂとの溶接を、アーク溶接ロボット７により行な
う。また、各ロンジ材２ａ，２ｂとトランス材１との交
差部に立向隅肉継手(図示せず)がある場合には、この継
手部分についても、アーク溶接ロボット７により、その
溶接トーチを略水平にして上進溶接を行なうようにす
る。

【００２８】上述の説明では、トランス材１およびロン
ジ材２ａ，２ｂからなる枡目溶接部分の溶接について説
明したが、図１に示す隣接する他の枡目溶接部分の溶接
についても同様に行なわれることは言うまでもない。こ
のとき、本実施例では、アーク溶接ロボット７を、レー
ル５に沿って移動させることにより、隣接する枡目溶接
部分へ順次移動させて、上述と同様に、同様の枡目溶接
部分を形成する溶接線Ａ２〜Ａ４，Ｂ２〜Ｂ４，Ｃ２〜
Ｃ４，Ｄ２〜Ｄ４，Ｄ２′，Ｄ３′，Ｅ２〜Ｅ４，Ｅ
２′，Ｅ３′について、アーク溶接ロボット７による溶
接を実行する。

【００２９】このように、本実施例の枡目溶接方法によ
れば、隅肉溶接台車とアーク溶接ロボット７とを組み合
わせることにより、これらの装置は、作業員により簡単
に持ち運んで枡目溶接部分に持ち込むことができ、比較
的安価に枡目溶接部分の自動溶接を行なうことができ
る。

【００３０】また、隅肉溶接台車とアーク溶接ロボット
７とを組み合わせることにより、隅肉溶接台車の短所で
ある長辺側溶接線両端の溶接残し部分と、レール５付き
のアーク溶接ロボット７の短所であるレール５下部の溶
接困難部分とを相互にカバーすることができ、両者の組
み合わせにより、枡目溶接部分の狭い溶接箇所の全溶接
線を自動溶接できるのである。

【００３１】さらに、長辺側溶接線は隅肉溶接台車によ
る斜行倣いを行なうとともに、短辺側溶接線や立向隅肉
溶接部分は、アーク溶接ロボット７による各種ワイヤタ
ッチセンサやアーク倣いでセンシングする組み合わせと
なっており、このような組み合わせによりそれぞれのセ
ンシングの特性が活かされることになる。

【００３２】なお、上記実施例では、本発明の方法を船
殻ブロックの溶接に適用した場合について説明したが、
本発明の方法は、これに限定されるものではなく、例え
ば橋梁など上述と同様の枡目溶接部分を有するものであ
れば同様に適用され、上記実施例と同様の作用効果が得
られる。

【００３３】また、上述した実施例におけるレール５は
必須のものではなく、アーク溶接ロボット７の固定具を
ロンジ材２ａ〜２ｄ等の長辺側部材上に載置するように
すればよく、また、隅肉溶接台車を、ラインウエルダと
呼ばれる一軸の門型あるいは片持ち支持の直線溶接装置
としてもよい。

【００３４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の枡目溶接
方法によれば、隅肉溶接装置と溶接ロボットとを組み合
わせ、枡目溶接部分の長辺側溶接線の大部分を隅肉溶接
装置により溶接する一方、長辺側溶接線の溶接残し部分
および枡目溶接部分の短辺側溶接線を溶接ロボットによ
り溶接するように構成したので、比較的安価に枡目溶接
部分の全周を自動溶接できる効果がある。

【００３５】また、合わせて、溶接ロボットにより、長
辺側部材と短辺側部材との立向隅肉溶接や、長辺側部
材，短辺側部材とこれに付属する部材との溶接も行なう
ことができるほか、長辺側部材上のレールに沿って溶接
ロボットを走行させることにより、隣接する枡目溶接部
分へ溶接ロボットを順次移動させるけで、複数の枡目溶
接部分の溶接を効率よく実行できる効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての枡目溶接方法を適用
された船殻ブロックにおける枡目溶接部分を示す斜視図
である。

【図２】船殻ブロックにおける枡目形状溶接部分を示す
平面図である。

【符号の説明】

１ トランス材(短辺側部材) １ａ 穴部 ２ａ〜２ｄ ロンジ材(長辺側部材) ３ スキンプレート ４ａ〜４ｄ スティフナ ５ レール(基台) ６ 走行台車(基台) ７ アーク溶接ロボット

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長方形状の枡目溶接部分の全周を溶接す
   る枡目溶接方法において、 前記枡目溶接部分の長辺側溶接線については、前記長辺
   側溶接線の少なくとも一端側の一定量もしくは任意量を
   残して、他の部分をすべて隅肉溶接装置により溶接する
   一方、 前記長辺側溶接線の溶接残し部分および前記枡目溶接部
   分の短辺側溶接線を、前記枡目溶接部分を形成する長辺
   側部材上に基台を設置した溶接ロボットにより溶接する
   ことを特徴とする枡目溶接方法。
2. 【請求項２】 前記溶接ロボットにより、前記長辺側部
   材と前記枡目溶接部分を形成する短辺側部材との交差部
   における立向隅肉溶接、あるいは、前記の長辺側部材，
   短辺側部材とこれに付属する部材との溶接が行なわれる
   ことを特徴とする請求項１記載の枡目溶接方法。
3. 【請求項３】 前記長辺側部材上にレールを設置し、前
   記溶接ロボットを前記レールに沿って走行させることに
   より、隣接する枡目溶接部分へ前記溶接ロボットを移動
   させて、前記溶接ロボットにより前記隣接する枡目溶接
   部分における溶接を実行することを特徴とする請求項１
   または２記載の枡目溶接方法。